Zonne-energie

De zon stuurt een onmetelijke hoeveelheid energie naar de aarde. Zonnepanelen zetten een beetje van die energie om in stroom. De ontwikkeling van zonnepanelen helpt om dit steeds rendabeler te kunnen doen. Enkele feiten.

Becquerel
De Franse natuurkundige Becquerel ontdekte al in 1839 dat zonlicht omgezet kan worden in elektriciteit met behulp van de halfgeleider silicium. Energie van de zon kan elektronen losmaken in het silicium. In een zonnecel met silicium ontstaat zo spanning, die als stroom gaat lopen als er meerdere zonnecellen achter elkaar geschakeld zijn.

Schaduw
Zonnepanelen hebben niet per se direct zonlicht nodig. Ook een bewolkte dag levert elektriciteit op. Schaduw is wel van invloed op de opbrengst van de zonnecellen. In de cel waarop schaduw valt, lopen de elektronen niet meer. Daardoor levert deze cel minder stroom. De cel met de minste stroom, bepaalt de opbrengst van het zonnepaneel. Voor een goede werking van zonnepanelen moet schaduw dus vermeden worden.

Omvormer
Een omvormer zet de gelijkstroom van de zonnepanelen om in de wisselstroom van het elektriciteitsnet. Als er zonnepanelen in de schaduw liggen, kan je micro-omvormers inbouwen. Daarbij heeft ieder paneel zijn eigen omvormer en zorgt een beschaduwd paneel er niet voor dat het gehele systeem minder produceert. Een systeem met micro-omvormers is duurder.

Watt-piek
Het vermogen van zonnepanelen wordt uitgedrukt in watt. De productie van elektriciteit is niet gelijkmatig doordat de hoeveelheid zonlicht steeds verandert. Daarom staat bij zonnepanelen het maximale vermogen aangegeven: watt-piek (wp).

Milieuwinst
Zonnepanelen hebben ongeveer drie jaar aan elektriciteitsproductie nodig om net zoveel energie op te wekken, als er nodig was bij de productie van het systeem. Zonnepanelen gaan zeker 25 jaar mee; de rest van de 22 productieve jaren is elke opgewekte kWh netto milieuwinst.
Aan de belangrijkste grondstof van gangbare zonnecellen, silicium, zal geen tekort ontstaan omdat het hoofdbestanddeel van zand is.

Kleur
De meeste zonnepanelen in Nederland zijn van monokristallijn silicium (zwarte panelen) of polykristallijn silicium (blauwe panelen). Er bestaan ook panelen in andere kleuren (brons groen of paars). De opbrengst van deze gekleurde panelen is een tiende tot een kwart lager dan van gangbare panelen.

Dunnefilmtechniek
De nieuwste techniek is de dunnefilmtechniek. Deze panelen zijn meestal flexibel en kunnen gemakkelijker geïntegreerd worden op veel plaatsen waar licht is, zoals daken en muren. Ook kunnen dunnefilm panelen goed indirect licht in stroom omzetten. Ze zijn minder afhankelijk van de hoek waaronder het licht invalt. De panelen leveren bij bewolkte hemel en op daken met een minder ideale hellingshoek daarom relatief veel stroom op.

Niet te warm
Zonnepanelen produceren minder als het warmer wordt. Elke 10 graden temperatuurstijging vermindert de stroomopbrengst met ongeveer 5 procent. Daarom moet er lucht achter de panelen langs kunnen stromen, en mag de omvormer niet te warm worden.

Verschillende opbrengst
De opbrengst van zonnepanelen verschilt sterk. In de zomer is de stralingsintensiteit van de zon hoger dan in de winter. Zonuren in de zomer dragen dus meer bij aan de opbrengst van zonnepanelen dan de zonuren in de winter. Bovendien zijn er minder zonuren in de winter dan in de zomer. Zo leveren zonnepanelen gemiddeld ongeveer 13 procent van de jaaropbrengst per maand in mei, juni en juli, terwijl december en januari slechts zo’n 2 procent scoren.

Afname
Hoe ouder het zonnepaneel, des te minder brengt het op. Elk jaar vermindert de stroomopbrengst met ongeveer een half procent. Na 25 jaar is het rendement van de zonnepanelen dus zo’n 12,5 procent lager dan in het eerste jaar. Hiermee is rekening gehouden in de berekeningen van de kosten en baten van zonnepanelen.

Meer informatie over dit thema vindt u ook in onderstaande artikelen.